[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Heizen einer Galette und auf eine
heizbare Galette mit einem zu beheizenden, einen Hohlraum bildenden, drehbaren Rollenmantel
sowie mit einer Heizvorrichtung im Hohlraum des Rollenmantels.
[0002] Es sind insofern heizbare Galetten bekannt, die das Verfahren zum Heizen einer Galette
mittels eines dampfförmigen Mediums beinhalten, als zwischen dem zu beheizenden Mantel
und einem Heizkörper ein hermetisch verschlossener Raum teilweise mit Flüssigkeit
gefüllt wird, deren Dampf zur Wärmeabgabe mittels Kondensation am Rollenmantel verwendet
wird (z.B. DAS 1804 777).
[0003] Solche Systeme arbeiten mit Ueberdruck im verschlossenen Raum, und haben dadurch
den Nachteil, dass, um der notwendigen Festigkeit zu genügen, relativ schwere Konstruktionen
notwendig sind.
[0004] Schwere Konstruktionen verursachen bei den heute gewünschten zunehmend hohen Drehzahlen
Schwingungsprobleme beim Lauf solcher Galetten.
[0005] Der Vorteil eines solchen Wärmeabgabesystems gegenüber einem ebenfalls an sich bekannten
induktiv geheizten Rollenmantel besteht jedoch darin, dass die Wärmeabgabe sich örtlich
nach dem Wärmebedarf richtet, indem die Wärmeabgabe proportional zur Temperaturdifferenz
steigt, während in einem induktiv geheizten Rollenmantel der Nachteil besteht, dass
an jeder Stelle immer die vorbestimmte Wärmemenge erzeugt wird, unabhängig vom eventuell
örtlich veränderlichen Wärmebedarf. Dadurch kann eine stark ungleiche Wärmeverteilung
am Rollenmantel entstehen. Durch eine ungleiche Wärmeverteilung entstehen an der Rollenoberfläche
überhitzte Stellen, die z.B. bei Wickelbildung zu einem Kleben des Fadenmaterials
an der Rolle führt. Rein induktiv geheizte Rollenmäntel haben andererseits den Vorteil
der leichteren Bauweise. Die erwähnten Nachteile zu beheben ist Aufgabe der Erfindung.
[0006] Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe verfahrensmässig
dadurch, dass die Galette mittels eines gasförmigen Mediums beheizt und, dass das
Medium innerhalb der Galette in einem im wesentlichen geschlossenen Kreislauf an einer
Heizvorrichtung und an der Innenwand eines zu beheizenden rotierenden Rollenmantels
vorbeigeführt wird.
[0007] Vorrichtungsmässig wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Heizvorrichtung derart
mit Luftleitkanälen versehen ist, dass an beiden Stirnseiten des Hohlraumes sowie
zwischen der Rollenmantelinnenseite und den Luftleitkanälen ein freier Raum von U-förmigem
Querschnitt, in Umfangsrichtung gesehen, gebildet wird, sowie dass der Rollenmantel
in diesem freien Raum derart mit Ventilatorschaufeln versehen ist, dass bei Rotation
des Rollenmantels die Luft einen durch den freien Raum und durch die Luftleitkanäle
strömenden Kreislauf bildet.
[0008] Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind darin zu sehen, dass die rotierende
Masse auf ein Minimum reduziert ist und dadurch eine leichte Bauweise erreicht wird,
ohne die wärmetechnischen Vorteile des Standes der Technik im wesentlichen zu verlieren.
[0009] Vorteilhafterweise können die Ventilatorschaufeln als Radialventilatorschaufeln an
einer Stirnseite des Hohlraumes am Rollenmantel angeordnet sein, so dass die Mantelinnenseite
frei ist für mögliche günstige Wärmeübergangsstrukturen wie z. B. Rillen mit unterschiedlichen
Tiefen und/oder schraubenförmiger Anordnung.
[0010] Ferner können die Luftkanäle an einem stationären, sich zum Rollenmantel koaxial
in diesen erstreckenden Träger angeordnete Stege sein, die von einem Mantel umfasst
werden und dabei strahlenförmig und mindestens im Endteil, in Strömungsrichtung gesehen,
axial gestreckt auf dem Träger angeordnet sind, was den Vorteil erbringt, dass in
der Strömung am Austritt aus den Kanälen kein den Unterdruck reduzierender Drall ensteht.
[0011] Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich Ausführungswege darstellenden
Zeichnungen näher erläutert.
[0012] Es zeigen:
Fig. 1 ein Längsschnitt durch die Längsachse einer Galette, entsprechend der Richtung
A-A, halbschematisch dargestellt,
Fig. 2 ein Querschnitt durch einen Teil der Galette von Fig. l, entsprechend der Richtung
B-B,
Fig. 3-5 je ein Querschnitt durch einen Teil der Galette von Fig. 1, entsprechend
der Richtung C-C.
[0013] Ein stationärer Träger 1 (Fig. l) ist in einem Maschinengehäuse 2 fest angeordnet.
Im Träger 1 übernehmen die Lager 3 die drehbare Lagerung eines Rollenmantels 4. Der
Rollenmantel 4 umfasst einen Hohlraum 5 (Fig. 1), in welchem an einer ringförmigen
Stirnseite 6 (Fig. l) radial gestreckte Ventilatorschaufeln 7 (Fig. 1 und 2) befestigt
sind.
[0014] Weiter sind an einem zum Träger 1 gehörenden, sich koaxial zum Rollenmantel 4 erstreckenden
Trägerarm 8 Luftkanäle 9 vorgesehen, die durch am Trägerarm 8 strahlenförmig und axial
gestreckt fest angeordnete und von einem als Drehkörper ausgebildeten Mantel 10 umfasste
Stege 11 (Fig. 3-5) gebildet werden. Dabei sind die Stege 11 fest mit dem Mantel 10
verbunden. Durch diesen Mantel 10 wird im Hohlraum 5 ein freier Raum von U-förmigem
Querschnitt, in Umfangsrichtung gesehen, gebildet, der vom Rollenmantel 4 durch die
Stirnseite 6 der Rollenmantelinnenseite 12 und einer weiteren Hohlraumstirnseite 13
begrenzt ist.
[0015] Die Stirnseite 13 ist ein Teil des Trägers 1 und bildet mit ihrer Fortsetzung 14
und einer L-förmigen Fläche 15 am Rollenmantel 4 einen Luftspalt, der den Hohlraum
5 mit der Umgebungsluft der Galette verbindet. Der Träger 1 mit den Lagern 3, den
Kanälen 9, und der Rollenmantel 4 mit den Ventilatorschaufeln 7 wird zusammen als
sogenannte Galette bezeichnet.
[0016] Bei Rotation des Rollenmantels 4 entsteht durch die Ventilatorschaufeln 7 einerseits
ein Luftkreislauf mit einer Richtungskomponente in Richtung K und anderseits einer
Richtungskomponente in Umlaufrichtung des Rollenmantels 4, aus der eine resultierende
Strömungsrichtung K' (nicht gezeigt) gebildet wird.
[0017] Aus strömungstechnischen Gründen sind die Radien r vorgesehen.
[0018] Die gestreckten, radial gerichteten Ventilatorschaufeln 7 gestatten eine Umkehrung
der Drehrichtung des Rollenmantels 4 ohne Verschlechterung der Strömungscharakteristik.
[0019] Ebenfalls können die Ventilatorschaufeln 7 bei einer bestimmten Drehrichtung als
vor- oder rückwärtsgekrümmte Ventilatorschaufeln ausgebildet werden mit der aus der
Ventilatortechnik an sich bekannten prinzipiellen Veränderung der Strömungscharakteristik.
[0020] Weiter besteht die Möglichkeit den Trägerarm 8, wie in Fig. 1 gezeigt, mit einer
Bohrung 16 und einem Druckluftanschluss 17 zu versehen, um den Hohlraum 5 mit Druckluft
zur Bildung eines kleinen Ueberdrucks zu versorgen und damit eine Verschmutzung durch
z.B. Appreturdämpfe zu vermeiden. Das dadurch im Hohlraum 5 überschüssige kleine Luftvolumen
entweicht durch den Luftspalt entlang der L-förmigen Fläche 15.
[0021] Die Fig. 3-5 zeigen je Variationen von Heizelementen die zusammen mit den Stegen
11 und evt. zusammen mit dem Mantel 10 die Heizvorrichtungen bilden.
[0022] Beispielsweise sind wie in Figur 3 gezeigt die Heizelemente in den Kanälen 9 vorgesehene
Heizmatten 18, die umfänglich am Mantel 10 und beidseits der Stege 11, d.h. umfänglich
in den Kanälen 9 anliegend angeordnet sind.
[0023] Ebenso können die Heizelemente, wie in Figur 5 gezeigt, in den Stegen 11 vorgesehene
Heizstäbe 20 sein. Die Stege 11 werden, um dies zu ermöglichen, wie in den genannten
Figuren gezeigt, entsprechend geformt.
[0024] Weiter können Heizspiralen 19 (Fig. 4) in den Kanälen 9 als Heizelemente vorgesehen
sein. Der Rollenmantel 4 bildet zusammen mit einer Stirnwand 21 und einer Welle 22
eine in den Lagern 3 erkennbare Einheit.
[0025] Um die Wärme intensiver an die Rollenmantelinnenseite abzugeben, kann diese mit Rillen
(nicht gezeigt) versehen werden. Die Rillentiefe kann dabei im umgekehrten Verhältnis
zur abnehmenden Temperatur der strömenden Luft zunehmen. Ebenfalls können die Rillen
axial gerichtet oder schraubenförmig oder gekreuzt schraubenförmig angeordnet sein.
1. Verfahren zum Heizen einer Galette, dadurch gekennzeichnet, dass die Galette mittels
eines gasförmigen Mediums beheizt wird, dass das Medium innerhalb der Galette in einem
im wesentlichen geschlossenen Kreislauf (K) an einer Heizvorrichtung (9, 18,19,20)und
an der Innenwand (12) eines zu beheizenden, rotierenden Rollenmantels (4) vorbeigeführt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreislauf (K) mittels
einer durch die Rotation des Rollenmantels (4) erzeugten radialen Beschleunigung des
Mediums durch die Galette selbst erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreislauf (K) mittels
der Heizvorrichtung (9,18,19,20) selbst gelenkt wird.
4. Heizbare Galette mit einem zu beheizenden, einen Hohlraum (5) bildenden, drehbaren
Rollenmantel (4) sowie mit einer Heizvorrichtung (9,18,19,20) im Hohlraum (5) des
Rollenmantels (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (9,18,19,20) derart
mit Luftleitkanälen (9) versehen ist, dass an beiden Stirnseiten (6,13) des Hohlraumes
(5) sowie zwischen der Rollenmantelinnenseite (12) und den Luftleitkanälen (9) ein
freier Raum von U-förmigem Querschnitt, in Umfangsrichtung gesehen, gebildet wird,
sowie dass der Rollenmantel (4) in diesem freien Raum derart mit Ventilatorschaufeln
(7) versehen ist, dass bei Rotation des Rollenmantels (4) die Luft einen durch den
freien Raum und durch die Luftleitkanäle (9) strömenden Kreislauf (K) bildet.
5. Heizbare Galette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilatorschaufeln
(7) als Radialventilatorschaufeln an einer Stirnseite (6) des Hohlraumes (5) angeordnet
sind.
6. Heizbare Galette nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilatorschaufeln
(7) als radial gestreckte Schaufeln vorgesehen sind.
7. Heizbare Galette nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilatorschaufeln
(7) als sogenannt vorwärts gebogene Radialventilatorschaufeln vorgesehen sind.
8. Heizbare Galette nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilatorschaufeln
(7) als sogenannt rückwärts gebogene Radialventilatorschaufeln vorgesehen sind.
9. Heizbare Galette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftkanäle (9)
durch Stege (11) gebildet sind, die von einem Mantel (10) erfasst werden, wobei die
Stege (11) an einem stationären, sich zum Rollenmantel (4) koaxial in diesen erstrekkenden
Trägerarm (8) angeordnet sind.
10. Heizbare Galette nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (11)
strahlenförmig und mindestens im Endteil, in Strömungsrichtung gesehen, axial gestreckt
auf dem Trägerarm (8) angeordnet sind.
ll. Heizbare Galette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenmantelinnenseite
(12) mit Rillen versehen ist.
12. Heizbare Galette nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillentiefe
im umgekehrten Verhältnis zur abnehmenden Temperatur der strömenden Luft zunimmt.
13. Heizbare Galette nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen axial
gerichtet sind.
14. Heizbare Galette nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen schraubenförmig
angeordnet sind.
15. Heizbare Galette nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen gekreuzt
schraubenförmig angeordnet sind.
16. Heizbare Galette nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (10)
an seinem Umfang als Drehkörper ausgebildet ist.
17. Heizbare Galette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung
Heizelemente in Form von in den Stegen (11) eingelassenen Heizstäben (20) umfasst.
18. Heizbare Galette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung
Heizelemente in Form von in den Kanälen (9) vorgesehenen Heizmatten (18) umfasst.
19. Heizbare Galette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung
Heizelemente in Form von in den Kanälen vorgesehenen Heizspiralen (19) umfasst.